电力电子变流技术各章复习题

第一章

1.画出晶闸管的阳极伏安特性曲线。

2.画出1尸0时双向晶闸管的伏安特性曲线。

3.试说明功率晶体管GTR的安全工作区SOA由哪几条曲线所限定?（5分）

4.使晶闸管正常导通的条件是什么？

5.画出晶闸管的双三极管模型。（4分）

6.试述晶闸管正常导通条件。（4分）

7.试说明GTR的安全工作区由几条曲线组成？分别是什么？（6分）

8.设某型号晶闸管维持电流l..=4mA,晶闸管使用在下区电路中是否合理？为什么（不考虑

电流裕量）？

9.画出晶闸管在门极甩流足够大时的伏安特性曲线。（4分）

10.什么是晶闸管的额定通态平均电流？（4分）

第二章

L什么是整流?它是利用半导体二极管和晶闸管的哪些特性来实现的?（5）

2.单相桥式全控整流电路和.单相桥式半控整流电路接大电感负载时，负载两端并接续流二

极管的作用是什么？两者的作用是否相同？

3.直流电动机负载的特点及其等效电路如何？串接平波电抗器的意义如何？

4.单相可控整流电路观点给电阻负载或蓄电池充电（反电动势负载〉，在控制角a相同、

负载电流平均值相等的条件下，哪一种负载电路中晶闸管额定电流值大一些？为什么？

5.串接平波电抗器的电动机负载与大电感负载在单相桥式全控整流电路中输出电压波形一

样吗？为什么？电动机的反电动势Ed不起作用吗？

第三章

1.三相不控整流桥中，共阴极组和共阳极组二极管导通规律是什么？

2.三相全控桥式整流电路的单脉冲触发方式的脉冲宽度为什么要大于60°?

3.试列写出三相半波可挖整流电路（大电感负载）在A相向B相换流期间输出电压表达式和

交流漏感上的压降表达式。

4.在有交流漏抗时的三相半波可控整流电路中，在换流期间输出电压呈现什么规律。

5.三相全控桥式有源逆变电路中，每个晶闸管导通角是多少？每隔多少角度换相一次？换

相按什么顺序依次进行？（6分）

第四章

1.高压直流输电系统原理如图所示，若使功率从左向右传输，变流器I、H分别工作于什

么状态?控制角ai.a2的大小上有何特点?输出电压大小、极性如何?（8分）

2.造成有源逆变失败的几种主要原因是什么?（8分）

3.产生有源逆变的条件是什么？

4.晶闸管二端并接阻容吸收电路可起哪些保护作用？

5.决定有源逆变电路最小逆变角的因素有哪些？

第五章

1.如图为三相全控桥式变流电路同步相控触发系统框图，试回答：（9分）

⑴该触发系统采用哪种控制方式？

⑵图中的1A、IB、IC、F、E以及1D〜6D的电路名称是什么？

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2.晶闸管变流器对触发电路的基本要求是什么？

第六章

1.而出由IGBT组成的单相桥式逆变电路带阻感性负载的电路图。（5分）

2.基于定频调宽控制模式的直流脉宽调制（PWM）技术中，调制信号和教波信号各为什么信

号？载波信号不变时，如何调节输出脉冲宽度？

3.单相桥式货削主电路单极性工作时，输出电压明的肮冲宽度变化规律是什么？〃.的

电平有几个，分别是什么？

4.试说明电压型逆变电路中续流二极管的作用。

5.正弦脉宽调制中，调制信号和载波信号常用什么波形？

6.分别画出电压型和电流型逆变器的原理框图。

7.无源电压型逆变器抑制输出电压谐波的两种常用方法是什么？

8.变压变频逆变器输出电压的四种控制方式分别是什么？

9.如图为单相桥式SPWM逆变器的主电路，试说明双极性控制方式的控制方法和工作过

程。

（5分）

10.对于正弦脉冲宽度调制（SPWM）,何谓载波比?提高载波比有什么好处?

11.如图为单相桥式SPWM逆变器的主电路，试说

明单极性控制方式在调制波正半周时的工作过

程。

12.试画出由IGBT组成的带阻感负载单相电压源型桥式逆变电路。（5分）

第七章

1.在下图降压斩波电路中，分别画出V在开通和关断状态时的等效电路图。（5分）

V

2.简述斩波电路时间比挖制方式中的三种控制模式。

3.升压斩波电路如图所示，电路T作可分为开关元件导通和关断两个过程，试画出对应两

个工作过程的等效电路

4.若电源电压Ud已知，开关元件S接通时间Ton与周期T的比值a尸T口已知，试写出输

T

出电压平均值Uo的表达式，并画出S接通与关断时的等效电路图。（6分）

第八章

1.功率晶体管对驱动电路的要求是什么？

2.驱动电路的隔离有什么作用？常用的驱动电路隔离方法有哪几种？

3.恒流驱动电路中加速电容的作用是什么？

4•.功率晶体管的缓冲保护电路有什么作用？

5.恒流驱动电路育哪些改善措施？

表2

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电力电子技术常见的整流电路特点总结

1.在下图中所示的单相半波整流电路中，负载电阻R=100Q,输入电压

u=1000T2sin(27r/l),/=50Hz,试计算：(8分)

(1)整流输出电压的平均值Udo一叶并।

(2)整流输出电流的平均值Lo°〜”

(3)加在二极管上的反向峰值电压。

2.有一单相桥式全控整流电路，负载为纯电阻，要求控制角a=60°时，

Ud=135V,ld=27Ao试计算整流变压器二次电流有效值I2和变压器容量。(1。分)

30.单相全控桥式整流电路接反电动势阻感负载，R=lQ,L=oo,U2=100V,当Eu=-99V,

P=60o时，求下列各项(8分)

②Ud、Id的数值

②反电势负载发出的平均功率是多少？

3.单相全控桥式变流电路如图所示，工作于有源逆变状态，8=60°,变压器二次相电压有

效值U2=220V,Ed=-150V,R=1Q,L足够大，试按要求完成下列各项：

(1)画出输出电压国的波形；(2)画出晶闸管VM的电流波形ivi4；

(3)计算输出电流平均值h

(4)计算品闸管电流的有效值Ivio

4.单相半波可控整流电路带电阻负载如图所示，交流输入电压有效值U2=220V,负载电阻

R=1.69Q,要求输出的直流平均电压为84.5V,试计算控制角。，晶闸管电流的有效值

M，晶闸管电流平均值IviAR。

5.单相半控桥式有续流二极管整流电路如下图，电源电压有效值U2=220V,带大电感负载

3L、，其中，负载电阻R=5Q,晶闸管的控制角a=60°,分别计算输出电压平均值、输

出电流平均值和流过晶闸管和续流二极管电流的平均值和有效值。

O-

〜Uz________本

R

6.单相全控桥式变流电路如图如示，工作于有源逆变状态，3=6'本

有效值U2=220V,直流电动机感应电动势Ed=150V,R=1Q,L/t畛人，“JI文贝软电帆

连续，试按要求完成下列各项：

①画出输出电压山的波形；

②画出晶闸管Vi的电沆波形％；

③求输出电压平均值Ud

④求输出电流平均值Id

⑤计算晶闸管的电流有效值（共10分）

7.某一整流电路，流过品闸管的实际电流波形如图所示，其平均值IVIAR=20A,试选择晶

闸管的额定电流NEAR（不考虑裕度系数）。（8分）

Im

1V：AR

x(ot

02

8.单相半控桥式有续流二极管、带大电感负载可控整流电路如图所示，输入相电压有效值

U2=220V,R=5Q,a=60°,试回答以下问题：（10分）

（1）计算整流输出电压平均值5和负载电流平均值Id；

（2）计算续流二极管电流的平均值Iv4AR和有效值Iv4o

9.单相全控桥式变流电路如下图所示，工作于有源逆变状态，8=60°,变压器二次电压有

效值U2=220V,Ed=-150V,R=1Q,L足够大，可使负载电流连续。试按要求完成下列

各项：（15分）

（1）画出输出电压固的波形；

lvn

0cot

⑵画出晶闸管V|)的电流波形ivii；

(3)计算晶闸管V|)的电流的平均值Ivl.ARo

(4)计算晶闸管电流的有效值lvh.

(5)求变压器二次电流有效值12。

(6)B角的移相范围是多少。

10.单相半控桥式有续流二极管整流电路如下图，电源电压有效值5=220V,带大电感负载

3L»R,其中，负载电阻R=5Q,晶闸管的控制角a=60°,分别计算输出电压平均值、

输出电流平均值和流过晶闸管和续流二极管电流的平均值和有效值。

11.整流电路如图所示，R=10Q,L足够大，满足3L»R,已知U2=100V,

a=45。。试回答：(7分)

(1)画出负载电压川和流过晶闸管V12的电流酊2波形；

⑵计算负载电流平均值

⑶计算晶闸管承受的最高反向电压URMO

12.单相全控桥式有源逆变电路如图所示，变压器二次侧电压有效值5=200V,回路总电阻

R=1.2。,平波电抗器L足够大，可使负载电流连续，当0=45。，Ed=-188V时，试回答

以下问题：(10分)

(1)画出晶闸管VII的电压波形晶闸管VII的电流波形iv”；

(2)计算负载电流的平均值如

(3)计算晶闸管VII电流的平均值MAR

13.单相不控半波整流电路中，纯电阻负载R=100

Q,u(t)=1000\f2sin(a)t)V,f=50Hz,试计算：(6分)

①直流输出电压的平均值Ud；

②直流输出电流的平均值Id；

③在二极管上的反向峰值电压URm。

14.单相全控桥式整流电路如下图，若L满足coL；R,且已知U2=100V,R=l0C,a=45"。

试回答：(10分)

①计算整流输出电压和整流输出电流平均值Ud、Id；

②计算晶闸管电流的有效值3；

③画出〃“、叫”波形。

15.单相全控桥式变流电路如图所示，工作于有源逆变状态，B=60°,变压器二次相电

压有效值U2=220V,Ed=-150V,R=1Q,L足够大可使负载电流连续，试|口1答以下问题：

(1)画出输出电压川的波形；

(2)画出晶闸管VI4的电流波形ivi4；

⑶计算负我电流的平均值

(4)计算晶闸管电流的有效值Ivio

16.单相全控桥式有源逆变电路如图所示，变压器二次电压有效值U2=200V,回路总电阻

R=1.2Q,平波电抗器L足够大，可使负载电流连续，当逆变角B=45。，反电势Ed=-188V

时，按要求完成下列各项：(10分)

(1)画出晶闸管V13的电压波形〃vi3；

(2)画出流过晶闸管VI3的电流波形Zvi3；

(3)计算输出电流的平均值Id；

(4)计算品闸管V13电流的有效值IV13o

cot

17.有一单相桥式全控整流电路，负载为纯电阻，要求控制角a=60°忖，

Uf135V.I427A。试计算整流变压器二次电流有效值L刃变压器容量。(10分)

18.单相电压型桥式逆变电路，180°导电方式，直接侧电压E=2(X)V,试计算电路输出电

压中的基波幅值和基波有效值。(6分)

第二部分、三相整流和逆变电路、斩波电路分析计算题

I.三相桥式大电感负或全控整流电路，变压器二次侧线电压为380V,负载电阻

R=I1.7Q,控制角a=60。，计算输出电压平均值Ud,输出电流平均值5晶闸管电流有

效值Ivi，变压器二次侧电流有效值I2。（8分）

2.如图为降压斩波电路，请画出V导通、关断时的

等值电路图：如果电源电压E=50V,占空比KLO.6,

求输出电压值。（6分）。

3.单相电压型桥式逆变电路，180。导电方式，直流侧电压E=200V,试计算电路输出

电压中的基波幅值及基波有效值。（8分）

4.降压型斩波电路中，直流源电压Ud=100V,占空比KF0.6,负载电阻R=2C,试问答

下列问题：（8分）

①输出电压平均值；

②负载消耗平均功率？

5.三相桥式人电感负或全控整流电路的变压器二次侧线电压为380V,负载电阻

R=11.7Q,a=60°。计算输出电压平均值Ud，负载电流平均值Id，晶闸管电流的有效值I”

和变压器二次电流的右效值L。（8分）

6.由IGBT构成的三相桥式逆变电路如图所不，设Ud=IOOV,采用180°导电型。

（1）求输出电压的基波幅值UANlm和有效值UANIO

（2）对应驱动信号波形画出各相对中点O的相电压波形。

（3）画出线电压UBC波形。

7.三相全控桥整流电路如图所示。已知带大电感负载，a=30°,R=2Q,变压器二次相电

压有效值U2=220VO试计算输出电压平均值Ud和输出电流平均值Id，计算晶闸管电流

的平均值IVIAR和有效值IVP计算晶闸管承受的最大正向电压U.和最大反向电压

URm。

8.三相桥式不控整流大电感负载电路如图所示，变压器二次相电压有效值U2=220V,直流

电阻R=4Q,平波电抗器L足够大且满足3LR,试按要求回答下列问题：

①计算输出电压平均值Ud；

②计算输出电流平均值Id：

③计算二极管电流的有效值g；

④算二极管电流F

9.三相半波可控整流电路，带大电感负载3L控制用Q=60°,负载电阻R=2Q,变压

器二次相电压有效值U2=220V。计算输出电压平均值Ud，输出电流平均值5并按

裕量系数2确定晶闸管的领定电流和额定电压（电路最小控制角amin=60°）O

10.下图所示三相全控桥式整流电路中，相电压有效值U2=220V,0=75°,R=2Q,且满

足3L»R,试按要求完成下列各项。（10分）

①计算输出电压的平均值5;

②计算直流输出平均电流Id；

③计算变压器二次相电流的有效值12；

⑤算晶闸管的电流有效值Ivlo

11.三相全控桥变流电路如图所示。变压器二次电压有效值

U2=220V,直流电阻R=0.5Q,平波电抗器L满足3

280Vo试按要求回答下列问题。（12分）

①画出晶闸管V?两端电压的波形；

②计算变流电路输出电压平均值Ud:

③按裕量系数2选择晶闸管的额定电压；

④算直流平均电流L

12.三相全控桥式有源逆变电路如图所示，变压器二次相电压有效值U2=22OV,回路总电阻

R=0.5Q,平波电抗器L足够大，可使负载电流连续，若B=60°,Ed-2807,试回答

下列问题：(15分)

(1)画出输出电压固的波形；

⑵画出晶闸管殖2的电流波形ivl2；

(3)计算整流输出电压平均值5和直流电流平均值

(4)计算晶闸管环2电流的平均值Ivl2AR：

(5)变压器二次相电流的波形是矩形波还是正弦波？

(6)求变压器二次相电流有效值12。

13.三相桥式不控整流大电感负载电路如图所示，变压器二次相电压有效值U2=220V,直流

电阻R=4C,平波电抗器L足够大且满足aL»R,试按要求回答卜.列问题:

①计算输出电压平均值Ud；

②算输出电流平均值卬

③算二极管电流的有效值L，

⑤算二极管电流的平均值LAR。

14.三相半波可控整流电路，带大电感负载3L»R,控制角a=60°,负载电阻R=2Q,变

压器二次相电压有效值U?=22()V。计算输出电压平均值Ud，输出电流平均值h，并按裕最

系数2确定晶闸管的额定电流和额定电压(电路最小控制角«min=60°)o

15.三相全控桥式纯电阻负载(R)整流电路中，控制角0°WaW30°,设三相输入交流相

电压为

(r)=sin(dJT

ua>/2U2),uh(/)=42U2sin(tyr-120°),u.(/)=Gu?sin(a+120°),试给

出［a+30°,a+30°+l20°］期间负载电流瞬时值(f)的表达式。

32.电阻性负载